Какой теплообменник лучше выбрать для горячего водоснабжения и отопления

В процессе организации горячего водоснабжения и отопления один из фундаментальных вопросов: «Какой теплообменник лучше выбрать?».

Производители теплообменников предлагают устройства из разного материала, отличающиеся КПД, стоимостью, габаритами и периодом эксплуатации.

Критерии выбора теплообменников

Область использования теплообменных аппаратов обширна: система отопления и охлаждения, обогрев бассейнов, медицинская, химическая и пищевая отрасль, крупные промышленные объекты, частные коттеджи и многоквартирные дома.

Особенности конкретной сферы накладывают требования к свойствам изделия.

При выборе необходимо определить цели: охлаждение или нагревание рабочей среды.

Второй критерий – соответствие техническим условиям эксплуатации.

Это пункт, включающий большое количество показателей:

• температуры на входе и выходе;

• рабочий диапазон давления и температуры.

После определения параметров производятся расчеты площади установки. В данном процессе легко ошибиться, поэтому подобные операции лучше доверить профессионалам.

Ответить на вопрос «Какой теплообменник лучше», помогут также дополнительные сведения:

• материал наружного корпуса и теплопередающих пластин,

• способ соединения деталей,

• возможность ремонта и обслуживания.

Кожухотрубный теплообменник

Кожухотрубный теплообменник – устройство, в корпусе которого расположена одна или несколько труб. Установка состоит из секций, нарастив которые, можно увеличить мощность. КПД конструкции составляет 70%.

Кожухотрубный теплообменный аппарат для отопления и горячего водоснабжения

Производители нашли способы приблизить КПД трубного теплообменника к пластинчатому:

• спиральное расположение пучка труб;

• многоходовая циркуляция греющей жидкости;

• оребрение – лента в виде гармошки или спирали, расположенная на внутренней стороне труб.

Установка менее подвержена появлению накипи, чем другие типы теплообменных аппаратов.

Для кожухотрубного теплообменника характерны следующие недостатки:

1. Снижение эффективности изделия в 3-4 раза при появлении накипи.

2. Нарушение вальцовки и протечка труб из-за постоянного изменения температуры.

3. Наружная рубашка теплообменника подвержена появлению свищей.

4. Габаритную и тяжелую конструкцию (до 150 кг, длина – 4 метра) неудобно транспортировать и монтировать в помещении.

5. Высокая стоимость изделия.

Для повышения производительности проектировщики внесли изменения во внутреннее устройство, из-за чего изделие лишилось одного из главных преимуществ – легкого демонтажа и ремонта.

Пластинчатые теплообменники

Пластинчатые теплообменники – это устройства, состоящие из рамы, на которой закреплены несколько гофрированных пластин. Эффективность достигается за счет большой площади соприкосновения жидкости и теплопередающих элементов.

Аппараты подходят для рабочей среды с небольшой разницей давления и температуры, низкой вязкостью, отсутствием механических примесей и частиц.

Прибор предназначен для работы в диапазонах температуры -50 + 200 °С при максимальном давлении – 30 бар.

Достоинства пластинчатых теплообменников:

1. Высокий КПД – 95%.

2. При правильной очистке от накипи теплообменник прослужит до 30 лет.

3. Компактные размеры для облегчения транспортировки и монтажа.

4. Возможность закатить или занести конструкцию по трубам.

5. Легкая автоматизация пластинчатого теплообменника.

6. Отсутствие необходимости в обслуживании изделия в течение отопительного сезона.

7. Стоимость зависит от количества теплопередающих элементов, число которых варьируется, исходя из потребностей заказчика.

Основной минус пластинчатого теплообменного аппарата – низкая устойчивость к появлению накипи. Срок службы устройства без регулярной чистки составляет всего 3 года.

Особенности установки позволяют увеличить производительность за счет использования пластин особой модификации. Выделяют разборные и паяные теплообменники.

Разборные конструкции

Пластинчатый разборный теплообменник – аппарат для многоквартирных домов, тепловых пунктов, котельных. Конструкция позволяет разобрать устройство для диагностики неисправностей, очистки от накипи и механических примесей.

Пластинчатый разборный теплообменник для горячего водоснабжения и отопления

Своевременное сервисное обслуживание восстанавливает эксплуатационные свойства изделия.

Ключевые достоинства конструкции:

1. Ремонтопригодность. Для восстановления функционирования устройства достаточно заменить неисправную пластину.

2. Резиновые прокладки предотвращают утечку при любом повреждении теплообменника. Они устойчивы к перепадам давления и температуры.

Паяные теплообменники

Пластинчатые паяные теплообменники – оптимальный вариант для частных коттеджей и домов. Пластины выполнены из нержавеющей стали, а припой – из никеля или меди.

Изделия предназначены для работы в условиях при рабочей температуре -180 + 200 °С, максимальном давлении – 45 бар. Это метод организации теплого пола, системы горячего водоснабжения и отопления.

Паяный пластинчатый теплообменник подходит для горячего водоснабжения и отопления

1. Устойчивость к нагрузкам.

2. Компактные размеры.

3. Невысокая стоимость.

4. Возможность отключить систему, если нет потребности в отоплении.

Недостатки отечественных паяных теплообменников:

1. Не подходят для технологических процессов, где используются агрессивные жидкие среды с механическими примесями.

2. Соединение с помощью пайки не позволяет разобрать конструкцию для полной очистки и обслуживания.

3. Из-за небольшой толщины перегородок, скрепленных припоем, теплообменник быстро изнашивается.

4. Наличие строгих ограничений по скорости выхода в рабочий режим.

Импортным производителям удалось избавиться от ряда минусов. Иностранные паяные теплообменники могут эксплуатироваться в течение 20 лет.

Жесткая система контроля на иностранных предприятиях гарантирует отсутствие протечек в конструкции. Установки выдерживают длительные температурные нагрузки и гидравлические удары.

Теплообменник с припоем из никеля предназначен для работы с агрессивными средами; припой из меди больше востребован для организации системы кондиционирования и теплоснабжения.

Особенности выбора теплообменника

Для пластинчатого теплообменника специалисты приводят рекомендуемые значения основных параметров:

1. Материал пластин. Для большинства задач подойдет нержавеющая сталь. Если предстоит работа с агрессивными средами или высокотемпературными жидкостями, стоит выбрать устройство материалы пластин которого выполнены из высокопрочных сплавов (Титан, Hastelloy, SMO и других).

2. Толщина пластин определяется рабочим давлением: 0,4 мм – до 10 бар, 0,5 мм и более – свыше 10 бар.

3. Коэффициент теплопередачи – среднее значение 3000-7000 Вт/м2*К.

4. Запас поверхности – 10% или выше.

Заключение

При выборе модели каждый пользователь преследует свои цели, поэтому следует ориентироваться на особенности технологического процесса, индивидуальные задачи и технологические характеристики, чтобы подобрать оптимальный вариант.

Каждый тип теплообменника имеет свои особенности, достоинства и минусы.

Теплообменник для отопления частного дома

Если вы хотя бы раз интересовались вопросом обустройства системы отопления в частном доме, то должны были слышать о теплообменниках. Они играют достаточно важную роль в системе отопления. Это особенно актуально для того случая, когда речь идет об автономном отоплении, где применяются нагревательные котлы. В них теплоноситель подготавливается внутри такого теплообменника.

Некоторые полагают, что это устройство полое, а внутри него находится вода. Производители сегодня предлагают подобные приборы в широком разнообразии, они могут быть выполнены из самых разных металлов. Однако одними из самых распространённых являются пластинчатые теплообменники.

Основные разновидности теплообменников для отопления

На сегодняшний день известны две разновидности теплообменников, которые бывают трубчатыми и пластинчатыми. Последнюю нельзя разобрать, так как при ее изготовлении элементы спаиваются между собой. Трубчатые теплообменники представляют собой трубы внушительного диаметра, в которые ввариваются трубки меньшего диаметра.

Если же перед вами пластинчатый теплообменник, то это указывает на то, что устройство состоит из нескольких пластин, которые обладают штампованными волнистыми каналами и поверхностью для прохождения теплоносителя. Пластины фиксируются прокладками из резины и стяжками.

Какой выбор сделать

Пластинчатые агрегаты выбираются наиболее часто, ведь они легко поддаются ремонту и обладают менее внушительными размерами. В трубчатых устройствах теплообмен происходит в трубе меньшего диаметра, которая располагается в большой трубе. Это позволяет использовать устройство при воздействии высокого давления, чего нельзя сказать о пластинчатой разновидности.

Принцип работы теплообменника

По той причине, что у пластинчатого теплообменника четыре выхода, он имеет два контура. Это устройство выступает в качестве разделителя потоков по давлению и температуре. Разные теплоносители можно разделить между собой, это касается кислот и жидкостей. На один контур подключаются тёплые полы, тогда как на другой – теплоцентраль, а именно обратка и подача.

Как избежать ошибок

Центральный теплоноситель напрямую подключать к теплым полам нельзя, так как это может вывести их из строя в короткие сроки. К таким последствиям могут привести некоторые причины по типу высокого давления в центральных теплосетях и большой температуры. Кроме того, в теплоносителе содержится множество растворенного железа и химических реактивов.

Конструкция пластинчатого теплообменника

Теплообменник для отопления частного дома может быть пластинчатым. В этом случае в его состав входят:

• подвижная плита;
• неподвижная плита;
• крепежные изделия;
• набор пластин;
• верхняя и нижняя направляющие.

Крепежи необходимы для стягивания плит, которые формируют раму. Что касается направляющих, то они имеют круглое сечение. Теплообменник для отопления может иметь рамы самых разных размеров. Всё будет зависеть от мощности конструкции. Чем больше пластин, тем больше у устройства производительность, а также вес и размеры.

Число пластин для модели теплообменника имеет определенный показатель. В их конструкции имеются прокладки, которые герметизируют протоки, по которым протекает вода. Для того чтобы добиться необходимой плотности двух резиновых прокладок, пластины стягиваются между собой и фиксируются к неподвижной плите.

Пластины теплообменника

Пластинчатый теплообменник для отопления дома изготавливается из нержавеющей стали. Этот металл превосходно претерпевает негативные воздействия воды плохого качества. На него могут оказывать влияние повышенные температуры, которые образуются в камере сгорания. Именно поэтому производители сделали правильный выбор.

Описываемый теплообменник для отопления изготавливается методом штамповки. Пластины выполняются не из любой нержавейки. Существуют специальные марки, которые рекомендованы к использованию. Например, отечественные производители наиболее часто используют сталь марки 08Х18Н10Т.

Плиты обладают интересным устройством. В них используется технология, которая предполагает создание канавок поверх плоскости. Они могут располагаться симметрично. Подобная рельефная поверхность увеличивает площадь теплового отбора, а также гарантирует равномерное распределение воды.

Принцип работы

Пластинчатый теплообменник для отопления работает не по самому простому принципу. В нём пластины устанавливаются с поворотом на 180 °С. В один пакет обычно компонуется 4 элемента, которые создают коллекторные контуры подачи и отвода воды. Два с краю расположенных элемента в процессе не участвуют.

Теплообменник для горячей воды от отопления может предполагать один из двух видов компоновки. Если теплоноситель разделяется на параллельные потоки, то речь идет об одноходовой компоновке. В этом случае потоки проходят по каналам и оказываются в порту для вывода. Существует еще и многоходовая компоновка. Здесь используется сложная схема, ведь теплообменник имеет одинаковое количество каналов. Этого стало возможно достичь методом установки дополнительных пластин, которые содержат глухие порты.

Установка теплообменника в систему отопления

Довольно распространенным сегодня в схемах, где транспортируется теплоноситель, является теплообменник. Отопление дома с ним становится более эффективным. Если вы планируете осуществить монтаж этого узла, то следует правильно произвести крепление. Конструкция прижимается к стене с помощью крепежной ленты или консоли. Сделать это можно, используя уголок, который устанавливается в нижней части теплообменника. Ко всему прочему, устройство будет завязано трубами.

Дополнительно устанавливается фильтр, он должен обеспечивать хотя бы грубую очистку воды, которая идет на контур теплоэлектростанции. Если отопление через теплообменник будет осуществляться в условиях старой системы, то требуется установка двух фильтров, один из которых будет находиться снизу, другой – сверху. Следует позаботиться о наличии американок и кранов, первые из которых имеют вид быстроразъемных резьбовых соединений. Простая американка имеет в составе 4 части:

• накидную гайку;
• два резьбовых фитинга;
• прокладки.

Важно учитывать диаметр подключения при монтаже теплообменника, ведь прибор очень компактный. В нём будет большой объем теплоносителя, а вот зазор между пластинами окажется минимальным. Желательно использовать идентичный диаметр или несколько больше. При выборе теплообменника необходимо приобретать тот, что имеет небольшой запас мощности. На размеры это не влияет, а вот скорость теплосъема увеличится. Это особенно актуально для тех схем, где теплоэлектростанция выдаёт небольшую температуру.

Выбор теплообменника для котла по материалу

Теплообменник для котлов отопления представляет собой «сердце» данного оборудования. Именно от этого узла зависит работоспособность агрегата. Если такое надежное «сердце» не подведет в трудную минуту, это устройство можно считать незаменимым при обустройстве системы отопления. Однако важно учитывать еще и срок службы котла, на который влияет материал теплообменника. В качестве него может использоваться чугун или сталь.

В первом случае вес окажется внушительным, в 2 раза больше стального соперника. Эту особенность необходимо учитывать, проектируя котельную. Ведь такое оборудование на стену повесить не удастся. А вот если выбрать мощный котел с теплообменником из чугуна, то и вовсе придется усиливать фундамент. Если же приобрести маломощное котельное оборудование, то у него будет снижено количество секций, ребер и дымовых каналов, по которым передвигаются продукты сгорания. Это снизит эффективность теплообменника и станет причиной преждевременного старения чугунного узла. Выбирая стальной теплообменник, вы предпочтете оборудование, которое будет весить намного меньше.

Теплообменник для печи

Теплообменник в печь для отопления можно изготовить самостоятельно, для этого обычно используется листовая 3-мм сталь или трубы, которые могут быть профильными или круглыми. Толщина их стенок может изменяться в пределах от 3 до 5 мм, тогда как диаметр обычно варьируется от 30 до 50 мм.

В качестве альтернативного решения для этой цели можно использовать трубы из нержавейки или меди. Однако из-за их высокой стоимости материал используется довольно редко. Да и с применением листового металла регистры изготовить проще. Их будет легче чистить при эксплуатации. Однако обычно они имеют меньшую площадь контакта с горячими газами или пламенем, ведь в большинстве случаев представляют собой сплошную поверхность, а в теплообмене участвует лишь внутреннее основание, обращённое к пламени.

Если изготавливать такой теплообменник для отопления частного дома из трубы, то он будет иметь такие же размеры, как и в вышеописанном случае, но теплообменная площадь увеличится. Ведь горячие газы и пламя будут контактировать. Однако при изготовлении придется изрядно потрудиться, особенно это касается тех конструкций, которые полностью состоят из трубы круглого сечения.

Если вы решили прибегнуть к технологии, которая предполагает применение труб, то лучше предпочесть цельнотянутые бесшовные изделия, которые дополнительно укрепляются сварным швом. Их следует расположить с наружной стороны регистра, в том месте, где находится кирпичная кладка.

Когда теплообменник своими руками для отопления изготавливается по такой технологии, довольно часто листовое железо и трубы комбинируют. Это делается для того, чтобы использовать положительные качества изделий, а также для упрощения технологии. В конечном итоге удастся получить достаточно внушительную теплообменную площадь.

Заключение

Если вы решили предпочесть пластинчатый теплообменник, то должны знать, что его мощность будет зависеть не только от размеров, но и от количества пластин. На любое подобное оборудование необходимо установить очистительный фильтр, который требуется для удержания грубых частиц по типу окалины или стружки. Его время от времени следует промывать специальными средствами. В настоящее время в широком ассортименте они представлены на рынке.